JPH0625741B2 - 熱伝導率測定方法 - Google Patents
熱伝導率測定方法Info
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- JPH0625741B2 JPH0625741B2 JP780188A JP780188A JPH0625741B2 JP H0625741 B2 JPH0625741 B2 JP H0625741B2 JP 780188 A JP780188 A JP 780188A JP 780188 A JP780188 A JP 780188A JP H0625741 B2 JPH0625741 B2 JP H0625741B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、断熱材や保温材等の各種材料の特に高温下
における熱伝導率を測定する場合に採用して好適な熱伝
導率測定方法に関するものである。
における熱伝導率を測定する場合に採用して好適な熱伝
導率測定方法に関するものである。
「従来の技術」 一般に、断熱材や保温材として用いられる各種の材料の
熱伝導率の値は、常に一定ではなく温度条件によって変
化するものであって、第５図に示すように温度が高いほ
ど熱伝導率も大きくなる、すなわち熱を伝え易くなる傾
向にある。したがって、特にたとえば１，０００℃を越
えるような温度条件で使用される断熱材や保温材のよう
に高温下における熱伝導率が問題とされる材料にあって
は、その熱伝導率の測定は試料を実際に使用温度まで加
熱して行うことが必要となる。
熱伝導率の値は、常に一定ではなく温度条件によって変
化するものであって、第５図に示すように温度が高いほ
ど熱伝導率も大きくなる、すなわち熱を伝え易くなる傾
向にある。したがって、特にたとえば１，０００℃を越
えるような温度条件で使用される断熱材や保温材のよう
に高温下における熱伝導率が問題とされる材料にあって
は、その熱伝導率の測定は試料を実際に使用温度まで加
熱して行うことが必要となる。
そのような熱伝導率の測定を行う装置としては第６図に
示すものが知られている。この従来の熱伝導率測定装置
は、断熱性を有する保護円筒a内の上部、下部にそれぞ
れ主ヒータb、補助ヒータcを配して、保護円筒a内部に
下向きの定常的な熱流を生ぜしめるとともに、補助ヒー
タｃの上部にその定常熱流の熱流量を計測するための熱
流計測板dを備えたものである。
示すものが知られている。この従来の熱伝導率測定装置
は、断熱性を有する保護円筒a内の上部、下部にそれぞ
れ主ヒータb、補助ヒータcを配して、保護円筒a内部に
下向きの定常的な熱流を生ぜしめるとともに、補助ヒー
タｃの上部にその定常熱流の熱流量を計測するための熱
流計測板dを備えたものである。
この熱伝導率測定装置によって測定を行うには、保護円
筒a内の中心位置に熱伝導率を測定するべき試料Ｓを配
するとともに、その上下に熱伝導率が既知の標準伝熱板
s1,s2を配し、主ヒータb、補助ヒータcを制御すること
によって保護円筒ａ内部に図中破線Ａで示すような熱平
衡状態を作って、試料Ｓおよび標準伝熱板ｓ1,ｓ2に折
線Ｂのような温度勾配を形成させ、試料Ｓの平均内部温
度がが熱伝導率を計測するべき温度Ｔ℃になるように保
持する。
筒a内の中心位置に熱伝導率を測定するべき試料Ｓを配
するとともに、その上下に熱伝導率が既知の標準伝熱板
s1,s2を配し、主ヒータb、補助ヒータcを制御すること
によって保護円筒ａ内部に図中破線Ａで示すような熱平
衡状態を作って、試料Ｓおよび標準伝熱板ｓ1,ｓ2に折
線Ｂのような温度勾配を形成させ、試料Ｓの平均内部温
度がが熱伝導率を計測するべき温度Ｔ℃になるように保
持する。
そして、定常状態において試料Ｓの上面、下面の正確な
温度を温度計e,eによって計測して、それらの温度差
と、熱流計測板dによって計測される定常熱流の熱流す
なわち試料Ｓを透過した熱貫流量とから、試料Ｓのその
温度Ｔ℃（試料Ｓの平均内部温度）における熱伝導率を
算出するようにしている。
温度を温度計e,eによって計測して、それらの温度差
と、熱流計測板dによって計測される定常熱流の熱流す
なわち試料Ｓを透過した熱貫流量とから、試料Ｓのその
温度Ｔ℃（試料Ｓの平均内部温度）における熱伝導率を
算出するようにしている。
すなわち、計測された熱貫流量がＱ（Ｋcal/h）、試料
Ｓの上面温度、下面温度がそれぞれθ1,θ2(℃)であっ
たとし、試料Ｓの厚み寸法がδ(m)、試料Ｓの有効面積
がＡ(m2)であったとすると、試料Ｓの温度Ｔ℃における
熱伝導率λ（Ｋcal/m・h・deg）は、 Ｑ＝（λ／δ）・Ａ（θ１−θ２） の関係が成り立つから、この式から、 λ＝Ｑ・δ／Ａ(θ１−θ２) ……（１） として求められる。
Ｓの上面温度、下面温度がそれぞれθ1,θ2(℃)であっ
たとし、試料Ｓの厚み寸法がδ(m)、試料Ｓの有効面積
がＡ(m2)であったとすると、試料Ｓの温度Ｔ℃における
熱伝導率λ（Ｋcal/m・h・deg）は、 Ｑ＝（λ／δ）・Ａ（θ１−θ２） の関係が成り立つから、この式から、 λ＝Ｑ・δ／Ａ(θ１−θ２) ……（１） として求められる。
なお、上記従来の熱伝導率測定装置における標準伝熱板
s1,s2は、試料Ｓの温度を高温に保持するためのもので
あるとともに、それらの表面温度を温度計f…によって
計測することによって、それらの表面温度および上記の
熱貫流量Ｑとから求められる熱伝導率の値を既知の熱伝
導率の値と比較することによって、計測値を検証し、必
要に応じて補正するためのものである。
s1,s2は、試料Ｓの温度を高温に保持するためのもので
あるとともに、それらの表面温度を温度計f…によって
計測することによって、それらの表面温度および上記の
熱貫流量Ｑとから求められる熱伝導率の値を既知の熱伝
導率の値と比較することによって、計測値を検証し、必
要に応じて補正するためのものである。
また、符号g…は壁面温度補償用のヒータであって、こ
れらのヒータg…は、保護内筒ａ内部の温度勾配がＡの
状態となるように保護円筒ａの表面温度を制御し、これ
により保護円筒aとその内部空間との間の熱授受を無く
して熱流が保護円筒aの周面から放散してしまうことを
防止するためのものである。
れらのヒータg…は、保護内筒ａ内部の温度勾配がＡの
状態となるように保護円筒ａの表面温度を制御し、これ
により保護円筒aとその内部空間との間の熱授受を無く
して熱流が保護円筒aの周面から放散してしまうことを
防止するためのものである。
「発明が解決しようとする課題」 ところで、上記のような熱伝導率測定装置を用いて測定
を行う場合、試料Ｓの上面、下面がそれぞれ標準伝熱板
s1,s2に接していることから、それらの温度が高くなる
と表面温度を正確に計測することは容易ではなく、それ
によって測定範囲が制約を受けていた。
を行う場合、試料Ｓの上面、下面がそれぞれ標準伝熱板
s1,s2に接していることから、それらの温度が高くなる
と表面温度を正確に計測することは容易ではなく、それ
によって測定範囲が制約を受けていた。
このため、標準伝熱板s1,s2を省略することも考えられ
ようが、上面側の標準伝熱板s1は省略することも可能で
はあるが、下面側の標準伝熱板s2は、測定温度がが特に
高温の場合には熱流計測板ｄを低温に保持する必要があ
ることから省略することができないものであった。
ようが、上面側の標準伝熱板s1は省略することも可能で
はあるが、下面側の標準伝熱板s2は、測定温度がが特に
高温の場合には熱流計測板ｄを低温に保持する必要があ
ることから省略することができないものであった。
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、試料の
特に高温化における熱伝導率を、容易にかつ正確に測定
することのできる測定方法を提供することを目的として
いる。
特に高温化における熱伝導率を、容易にかつ正確に測定
することのできる測定方法を提供することを目的として
いる。
「課題を解決するための手段」 この発明は、所定の測定温度Ｔにおける試料の熱伝導率
λsを測定するに際し、まず、標準伝熱板の下面温度ｔ0
を一定に保持しつつ、かつ上面温度ｔ1を段階的に変化
させつつ、この標準伝熱板の各温度における熱伝導率λ
1を求め、次いで、標準伝熱板の上面に試料を重ね合わ
せ、標準伝熱板の下面温度をそのまま上記の温度ｔ0に
保持するとともに、試料の上面温度を測定温度Ｔに保持
して、この状態における標準伝熱板と試料との総合熱伝
導率λtを求め、その総合伝導率λtの値と、前記標準伝
熱板の各温度における熱伝導率λ1の値に基づいて試料
の測定温度Ｔにおける熱伝導率λsを算出することを特
徴としている。
λsを測定するに際し、まず、標準伝熱板の下面温度ｔ0
を一定に保持しつつ、かつ上面温度ｔ1を段階的に変化
させつつ、この標準伝熱板の各温度における熱伝導率λ
1を求め、次いで、標準伝熱板の上面に試料を重ね合わ
せ、標準伝熱板の下面温度をそのまま上記の温度ｔ0に
保持するとともに、試料の上面温度を測定温度Ｔに保持
して、この状態における標準伝熱板と試料との総合熱伝
導率λtを求め、その総合伝導率λtの値と、前記標準伝
熱板の各温度における熱伝導率λ1の値に基づいて試料
の測定温度Ｔにおける熱伝導率λsを算出することを特
徴としている。
「実施例」 以下、この発明方法の実施例を図面を参照して説明す
る。
る。
まず、第１図を参照して、この発明方法を実施するに際
して用いて好適な熱伝導率測定装置について説明する。
第１図はその装置の概略構成を示す立断面図であって、
図中符号１は炉容器である。この炉容器１は、それぞれ
水冷ジャケットを有する本体２および本体２にヒンジ３
によって連結された蓋体４から構成されている。
して用いて好適な熱伝導率測定装置について説明する。
第１図はその装置の概略構成を示す立断面図であって、
図中符号１は炉容器である。この炉容器１は、それぞれ
水冷ジャケットを有する本体２および本体２にヒンジ３
によって連結された蓋体４から構成されている。
その炉容器１内には、それぞれ円板状の下部断熱材５、
上部断熱材６、および円筒状の側部断熱材７によって、
内部に試料Ｓが配される計測室８が形成されている。こ
の計測室８内の上部空間には計測室８内を所定の温度に
保持するための主ヒータ９が取り付けられているととも
に、下部断熱材中５にはこの下部断熱材５の内面温度を
熱流計測室板１５（後述）の温度と同様に保持するため
の補償ヒータ１０が埋め込まれており、それらの主ヒー
タ９、補償ヒータ１０には炉容器１の蓋体４および本体
２を貫通している電極１１,１２が接続されている。な
お、符号１３は計測室８内の温度を計測するための放射
温度計である。
上部断熱材６、および円筒状の側部断熱材７によって、
内部に試料Ｓが配される計測室８が形成されている。こ
の計測室８内の上部空間には計測室８内を所定の温度に
保持するための主ヒータ９が取り付けられているととも
に、下部断熱材中５にはこの下部断熱材５の内面温度を
熱流計測室板１５（後述）の温度と同様に保持するため
の補償ヒータ１０が埋め込まれており、それらの主ヒー
タ９、補償ヒータ１０には炉容器１の蓋体４および本体
２を貫通している電極１１,１２が接続されている。な
お、符号１３は計測室８内の温度を計測するための放射
温度計である。
また、計測室８の側壁を形成している上記の側部断熱材
７の内面は、充分な耐熱性を有しかつ熱伝導性に優れた
材料、たとえば、グラファイト、耐熱鋼、モリブデン
等、によって筒状に形成された壁面温度補償板１４によ
って覆われている。この補償板１４は、その優れた熱伝
導性によって計測室８の上部から下部に向かって熱を運
び、もって、側部断面材７の内面温度を試料Ｓあるいは
標準伝熱板２４（後述）の各々の温度と同等に保持する
ためのものである。したがって、この装置においては、
従来の装置における壁面温度補償用のヒータg…を設け
る必要がなくなり、装置の簡略化、小形化が実現されて
いる。
７の内面は、充分な耐熱性を有しかつ熱伝導性に優れた
材料、たとえば、グラファイト、耐熱鋼、モリブデン
等、によって筒状に形成された壁面温度補償板１４によ
って覆われている。この補償板１４は、その優れた熱伝
導性によって計測室８の上部から下部に向かって熱を運
び、もって、側部断面材７の内面温度を試料Ｓあるいは
標準伝熱板２４（後述）の各々の温度と同等に保持する
ためのものである。したがって、この装置においては、
従来の装置における壁面温度補償用のヒータg…を設け
る必要がなくなり、装置の簡略化、小形化が実現されて
いる。
また、下部断熱材５の上面中央部には円板形状の熱流計
測板１５が配され、その周囲には環状の補償冷却板１６
が配されている。熱流計測板１５は、内部に熱貫流量を
計測するための測温用ガスの流通路が渦巻き状に形成さ
れており、その流通路に測温用ガスを図中の矢印で示す
ように流通させるためのガス導入管１７およびガス導出
管１８がそれぞれ接続されている。また、補償冷却板１
６は、内部に冷却ガスを流通させるための流通路が渦巻
き状に形成されていて、冷却用ガスを図中の矢印のよう
に流通させるための冷却ガス導入管１９、冷却ガス導出
管２０がそれぞれ接続されている。上記の測温用ガス、
冷却用ガスは、下部断熱材５中に埋め込まれているガス
予熱器２１，２２によって所定の温度とされた後に、そ
れぞれ熱流計測板１５、補償冷却板１６に導入されるよ
うになっている。また、図示は省略したが測温用ガスの
入口温度と出口温度、冷却用ガスの入口温度と出口温度
を計測するための温度計がそれぞれ設けられている。
測板１５が配され、その周囲には環状の補償冷却板１６
が配されている。熱流計測板１５は、内部に熱貫流量を
計測するための測温用ガスの流通路が渦巻き状に形成さ
れており、その流通路に測温用ガスを図中の矢印で示す
ように流通させるためのガス導入管１７およびガス導出
管１８がそれぞれ接続されている。また、補償冷却板１
６は、内部に冷却ガスを流通させるための流通路が渦巻
き状に形成されていて、冷却用ガスを図中の矢印のよう
に流通させるための冷却ガス導入管１９、冷却ガス導出
管２０がそれぞれ接続されている。上記の測温用ガス、
冷却用ガスは、下部断熱材５中に埋め込まれているガス
予熱器２１，２２によって所定の温度とされた後に、そ
れぞれ熱流計測板１５、補償冷却板１６に導入されるよ
うになっている。また、図示は省略したが測温用ガスの
入口温度と出口温度、冷却用ガスの入口温度と出口温度
を計測するための温度計がそれぞれ設けられている。
上記の熱流計測板１５は、測温用ガスの入り口と出口で
の温度を計測することによって、その温度差とガス流量
とから測温用ガスの受熱量、すなわち試料Ｓを透過した
熱貫流量を計測するためのものである。また、その周囲
に配された補償冷却板１６は、熱流計測板１５と同温度
に保持されることによりそれら相互間の熱授受を防ぐた
めのものである。
の温度を計測することによって、その温度差とガス流量
とから測温用ガスの受熱量、すなわち試料Ｓを透過した
熱貫流量を計測するためのものである。また、その周囲
に配された補償冷却板１６は、熱流計測板１５と同温度
に保持されることによりそれら相互間の熱授受を防ぐた
めのものである。
上記の熱流計測板１５および補償冷却板１６の上面には
下部測温板２３が配され、その上面に断熱性を有する標
準伝熱板２４が配され、その上面熱伝導率を計測するべ
き試料Ｓが配され、さらにその上面に上部測温板２５が
配されるようになっている。下部測温板２３、上部測温
板２５にはそれぞれ熱電対温度計（図示略）が挿入され
ており、それらの熱電対温度計または放射温度計１３に
よって標準伝熱板２４の下面温度、および試料Ｓの上面
温度が計測できるようにされている。
下部測温板２３が配され、その上面に断熱性を有する標
準伝熱板２４が配され、その上面熱伝導率を計測するべ
き試料Ｓが配され、さらにその上面に上部測温板２５が
配されるようになっている。下部測温板２３、上部測温
板２５にはそれぞれ熱電対温度計（図示略）が挿入され
ており、それらの熱電対温度計または放射温度計１３に
よって標準伝熱板２４の下面温度、および試料Ｓの上面
温度が計測できるようにされている。
以上で熱伝導率測定装置の構成を説明したが、次にその
装置を用いる測定方法について説明する。以下で説明す
る測定方法は、試料ＳのＴ℃における熱伝導率λsを測
定するに際して、試料Ｓの下面温度を直接的に計測する
ことなく、標準伝熱板２４の熱伝導率λ1を測定して、
その値に基づき間接的に算出するものである。
装置を用いる測定方法について説明する。以下で説明す
る測定方法は、試料ＳのＴ℃における熱伝導率λsを測
定するに際して、試料Ｓの下面温度を直接的に計測する
ことなく、標準伝熱板２４の熱伝導率λ1を測定して、
その値に基づき間接的に算出するものである。
すなわち、まず、下部測温板２３の上面に標準伝熱板２
４を配してその上面に試料Ｓを配することなく上部計測
板２５を直接的に配し、上部断熱材６によって計測室８
を密閉するとともに炉容器１の蓋体４を閉じ、この標準
伝熱材２４の熱伝導率を測定する。それには、従来の装
置と同様に主ヒータ９、補償ヒータ１０を制御して計測
室８内に定常熱流を生ぜしめ、測温用ガス、冷却用ガス
をそれぞれ予熱器２１，２２によって所定温度に加熱し
て熱流計測板１５、補償冷却板１６に流通させることに
よってそれらの温度を同等に保持するようにし、定常状
態となったら熱流計測板１５内を流通する測温用ガスの
入口、出口の温度を計測し、測温用ガスの温度差とその
流量とから受熱量すなわち標準伝熱板２４を透過した熱
貫流量を求め、その熱貫流量の値と、標準伝熱板２４の
上下両面の温度、およびその厚み寸法とから、次の(２)
式によってこの状態における標準伝熱板２４の熱伝導率
を求める。
４を配してその上面に試料Ｓを配することなく上部計測
板２５を直接的に配し、上部断熱材６によって計測室８
を密閉するとともに炉容器１の蓋体４を閉じ、この標準
伝熱材２４の熱伝導率を測定する。それには、従来の装
置と同様に主ヒータ９、補償ヒータ１０を制御して計測
室８内に定常熱流を生ぜしめ、測温用ガス、冷却用ガス
をそれぞれ予熱器２１，２２によって所定温度に加熱し
て熱流計測板１５、補償冷却板１６に流通させることに
よってそれらの温度を同等に保持するようにし、定常状
態となったら熱流計測板１５内を流通する測温用ガスの
入口、出口の温度を計測し、測温用ガスの温度差とその
流量とから受熱量すなわち標準伝熱板２４を透過した熱
貫流量を求め、その熱貫流量の値と、標準伝熱板２４の
上下両面の温度、およびその厚み寸法とから、次の(２)
式によってこの状態における標準伝熱板２４の熱伝導率
を求める。
この場合、第２図に模式的に表すように、標準伝熱板２
４の熱貫流量をＱ1、下面温度がt0、上面温度がt1、標
準伝熱板２４の厚み寸法がδ1であり、この状態におけ
る標準伝熱板の熱伝導率をλ1とすると、 Ｑ1＝（λ1／δ1）A(t1−t0) ……（２） であるから、これによりλ1を求める。なお、この場
合、標準伝熱板２４の有効面積Ａは熱流計測板１５の面
積である。
４の熱貫流量をＱ1、下面温度がt0、上面温度がt1、標
準伝熱板２４の厚み寸法がδ1であり、この状態におけ
る標準伝熱板の熱伝導率をλ1とすると、 Ｑ1＝（λ1／δ1）A(t1−t0) ……（２） であるから、これによりλ1を求める。なお、この場
合、標準伝熱板２４の有効面積Ａは熱流計測板１５の面
積である。
続いて、標準伝熱板２４の下面温度t0を一定に保持して
おくとともに、上面温度t1を測定温度Ｔ℃より高温にな
るまで所定の温度ずつ段階的に上昇させていき、それぞ
れの段階において以上と同様にして測定をおこなって各
温度における熱伝導率を求め、第３図に示すような熱伝
導率λ1の上面温度t1との関係を表すグラフを作成す
る。そして、λ1はt1の関数であるから、 λ1＝Φ（t1） ……（３） と表す。関数Φは、多数のデータをコンピュータを用い
て処理することにより近似的に求めることができる。な
お、この関数Φは、標準伝熱板２４の材質等によってそ
れぞれ異なることは勿論である。
おくとともに、上面温度t1を測定温度Ｔ℃より高温にな
るまで所定の温度ずつ段階的に上昇させていき、それぞ
れの段階において以上と同様にして測定をおこなって各
温度における熱伝導率を求め、第３図に示すような熱伝
導率λ1の上面温度t1との関係を表すグラフを作成す
る。そして、λ1はt1の関数であるから、 λ1＝Φ（t1） ……（３） と表す。関数Φは、多数のデータをコンピュータを用い
て処理することにより近似的に求めることができる。な
お、この関数Φは、標準伝熱板２４の材質等によってそ
れぞれ異なることは勿論である。
以上のようにして標準伝熱板２４の各温度における熱伝
導率λ1を求めたら、次に、標準伝熱板２４の上面に試
料Ｓを重ね合わせ、その上面に上部測温板２５を配す
る。そして、第４図に模式的に表すように、標準伝熱板
２４の下面温度を上記と同じ温度t0に保持するととも
に、試料Ｓの上面温度を測定温度Ｔに保持し、定常状態
となったらその状態における熱貫流量Ｑtを計測する。
この場合、試料の厚み寸法をδsとし、試料Ｓと標準伝
熱板２４の総合熱伝導率をλtとすると、次の関係が成
り立つ。
導率λ1を求めたら、次に、標準伝熱板２４の上面に試
料Ｓを重ね合わせ、その上面に上部測温板２５を配す
る。そして、第４図に模式的に表すように、標準伝熱板
２４の下面温度を上記と同じ温度t0に保持するととも
に、試料Ｓの上面温度を測定温度Ｔに保持し、定常状態
となったらその状態における熱貫流量Ｑtを計測する。
この場合、試料の厚み寸法をδsとし、試料Ｓと標準伝
熱板２４の総合熱伝導率をλtとすると、次の関係が成
り立つ。
Ｑt＝｛λt／（δ1＋δs）｝Ａ（Ｔ−t0）……（４） これにより、試料Ｓと標準伝熱板２４との総合熱伝導率
λtの値が求められる。
λtの値が求められる。
この第４図に示される状態を、試料Ｓと標準伝熱板２４
とに分割して考え、試料Ｓの熱伝導率をλs、試料Ｓの
下面温度（＝標準伝熱板２４の上面温度）をt1′、この
状態における標準伝熱板２４の熱伝導率λ1′、と仮定
すると、定常状態においては試料Ｓを通過する熱貫流量
と、標準伝熱板２４を通過する熱貫流量は、いずれも全
体を通過する熱貫流量Ｑtに等しいことから、上記
（４）式は次のように展開できる。
とに分割して考え、試料Ｓの熱伝導率をλs、試料Ｓの
下面温度（＝標準伝熱板２４の上面温度）をt1′、この
状態における標準伝熱板２４の熱伝導率λ1′、と仮定
すると、定常状態においては試料Ｓを通過する熱貫流量
と、標準伝熱板２４を通過する熱貫流量は、いずれも全
体を通過する熱貫流量Ｑtに等しいことから、上記
（４）式は次のように展開できる。
Ｑt＝｛λt／（δ1＋δs）｝Ａ（Ｔ−t0）……（４） ＝（λ1′／δ1）Ａ（t1′−t0）……（４）′ ＝（λs／δs）Ａ（Ｔ−t1′） ……（４）″ したがって、（４）′式＝（４）″式とおくと （λ1′／δ1）Ａ（t1′−t0） ＝（λs／δs）Ａ（Ｔ−t1′）……（４） 一方、この状態における試料Ｓと標準伝熱板２４との総
合熱抵抗率Ｒtは、標準伝熱板２４の熱抵抗率Ｒ1と、試
料Ｓの熱抵抗率Ｒsの和であらわされる。すなわち、 Ｒt＝（δ1＋δs）／λt Ｒ1＝δ1／λ1′ Ｒs＝δs／λs であり、 Ｒt＝Ｒ1＋Ｒs であるから、したがって、 （δ1＋δs）／λt ＝（δ1／λ1′）＋（δs／λs）……（５） の関係が成り立つ。
合熱抵抗率Ｒtは、標準伝熱板２４の熱抵抗率Ｒ1と、試
料Ｓの熱抵抗率Ｒsの和であらわされる。すなわち、 Ｒt＝（δ1＋δs）／λt Ｒ1＝δ1／λ1′ Ｒs＝δs／λs であり、 Ｒt＝Ｒ1＋Ｒs であるから、したがって、 （δ1＋δs）／λt ＝（δ1／λ1′）＋（δs／λs）……（５） の関係が成り立つ。
上記の各式において、λsが最終的に求めたい試料Ｓの
温度Ｔにおける熱伝導率であり、また、λ1′、t1′は
未知数であるが、λ1′は上面温度t1′、かつ下面温度t
0における標準伝熱板２４の熱伝導率であるから、上記
（３）式から λ1′＝Φ（t1′） ……（３）′ である。したがって、上記の（４）式、（５）式、
（３）′式の３つの式からなる連立方程式を解けば、上
記の３つの未知数λs,λ1′，t1′をいずれも求めるこ
とができる。なお、この計算はマイクロコンピュータを
用いれば極めて簡単に行うことができる。また、標準伝
熱板２４の熱伝導率λ1と上面温度t1との関係を表す関
数Φを求めずとも、第３図のような熱伝導率λ1と上面
温度t1の関係を表すグラフから、（４）式、（５）式
の関係を満足するλ1′，t1′の値を読み取るようにし
ても良い。
温度Ｔにおける熱伝導率であり、また、λ1′、t1′は
未知数であるが、λ1′は上面温度t1′、かつ下面温度t
0における標準伝熱板２４の熱伝導率であるから、上記
（３）式から λ1′＝Φ（t1′） ……（３）′ である。したがって、上記の（４）式、（５）式、
（３）′式の３つの式からなる連立方程式を解けば、上
記の３つの未知数λs,λ1′，t1′をいずれも求めるこ
とができる。なお、この計算はマイクロコンピュータを
用いれば極めて簡単に行うことができる。また、標準伝
熱板２４の熱伝導率λ1と上面温度t1との関係を表す関
数Φを求めずとも、第３図のような熱伝導率λ1と上面
温度t1の関係を表すグラフから、（４）式、（５）式
の関係を満足するλ1′，t1′の値を読み取るようにし
ても良い。
以上で説明したように、上記の方法によれば、標準伝熱
板２４の上面に接していて従来においては正確な計測を
行うことが困難であった試料Ｓの下面温度t1′を直接的
に計測せずとも、試料Ｓの熱伝伝導率λsを計算によっ
て求めることができ、したがって、標準伝熱板２４を省
略することのできない特に高温における熱伝導率の測定
に際して採用して好適であるし、熱入伝導率測定装置の
構成も簡略化することができる。
板２４の上面に接していて従来においては正確な計測を
行うことが困難であった試料Ｓの下面温度t1′を直接的
に計測せずとも、試料Ｓの熱伝伝導率λsを計算によっ
て求めることができ、したがって、標準伝熱板２４を省
略することのできない特に高温における熱伝導率の測定
に際して採用して好適であるし、熱入伝導率測定装置の
構成も簡略化することができる。
なお、常に同一の標準伝熱板を用いるのであれば、その
熱伝導率の測定は当初に一度だけ行って第３図に示すよ
うなグラフを作成し、関数Φを求めておけば良く、試料
の測定に際してその都度標準伝熱板の熱伝導率の測定を
行う必要はない。
熱伝導率の測定は当初に一度だけ行って第３図に示すよ
うなグラフを作成し、関数Φを求めておけば良く、試料
の測定に際してその都度標準伝熱板の熱伝導率の測定を
行う必要はない。
「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、この発明の熱伝導率測定
方法は、まず標準伝熱板の熱伝導率を求め、次いで、標
準伝熱板に試料を重ね合わせてそれらの総合伝導率を求
め、それらの値に基づいて試料の熱伝導率を算出するの
で、従来においては測定が困難であり、かつ、測定によ
りその測定装置を通して流れる熱のため誤差の原因とも
なっていた、標準伝熱板に接している試料の下面温度を
直接的に計測することなく試料の熱伝導率を求めること
ができ、したがって、標準伝熱板を省略することのでき
ない特に高温における熱伝導率の測定に際して採用して
好適であるし、熱伝導率測定装置の構成も簡略化するこ
とができる、という効果を奏する。
方法は、まず標準伝熱板の熱伝導率を求め、次いで、標
準伝熱板に試料を重ね合わせてそれらの総合伝導率を求
め、それらの値に基づいて試料の熱伝導率を算出するの
で、従来においては測定が困難であり、かつ、測定によ
りその測定装置を通して流れる熱のため誤差の原因とも
なっていた、標準伝熱板に接している試料の下面温度を
直接的に計測することなく試料の熱伝導率を求めること
ができ、したがって、標準伝熱板を省略することのでき
ない特に高温における熱伝導率の測定に際して採用して
好適であるし、熱伝導率測定装置の構成も簡略化するこ
とができる、という効果を奏する。
第１図ないし第４図はこの発明の実施例を説明するため
の図である。第１図はこの発明方法の実施に用いて好適
な熱伝導率測定装置の立断面図である。第２図は標準伝
熱板の熱伝導率の測定状態を説明するための模式図、第
３図は標準伝熱板の熱伝導率と上面温度との関係を表す
図、第４図は標準伝熱板と試料を重ねた状態での総合熱
伝導率の計測状態を説明するための図である。 第５図は熱伝導率と温度との関係を示す図、第６図は従
来の熱伝導率測定装置と概略構成を示す立断面図であ
る。 Ｓ……試料、２４……標準伝熱板、 Ｔ……測定温度、 t0……標準伝熱板の下面温度、 t1,t1′……標準伝熱板の上面温度、 λ1……標準伝熱板の熱伝導率、 λt……総合熱伝導率、 λs……試料の熱伝導率。
の図である。第１図はこの発明方法の実施に用いて好適
な熱伝導率測定装置の立断面図である。第２図は標準伝
熱板の熱伝導率の測定状態を説明するための模式図、第
３図は標準伝熱板の熱伝導率と上面温度との関係を表す
図、第４図は標準伝熱板と試料を重ねた状態での総合熱
伝導率の計測状態を説明するための図である。 第５図は熱伝導率と温度との関係を示す図、第６図は従
来の熱伝導率測定装置と概略構成を示す立断面図であ
る。 Ｓ……試料、２４……標準伝熱板、 Ｔ……測定温度、 t0……標準伝熱板の下面温度、 t1,t1′……標準伝熱板の上面温度、 λ1……標準伝熱板の熱伝導率、 λt……総合熱伝導率、 λs……試料の熱伝導率。
Claims (1)
- 【請求項１】所定の測定温度Ｔにおける試料の熱伝導率
λｓを測定するに際し、まず、標準伝熱板の下面温度t0
を一定に保持しつつ、かつ上面温度t1を段階的に変化さ
せつつ、この標準伝熱板の各温度における熱伝導率λ1
を求め、次いで、標準伝熱板の上面に試料を重ね合わ
せ、標準伝熱板の下面温度をそのまま上記の温度t0に保
持するとともに、試料の上面温度を測定温度Ｔに保持し
て、この状態における標準伝熱板と試料との総合熱伝導
率λtを求め、その総合伝導率λtの値と、前記標準伝熱
板の各温度における熱伝導率λ1の値に基づいて試料の
測定温度Ｔにおける熱伝導率λsを算出することを特徴
とする熱伝導率測定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP780188A JPH0625741B2 (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 熱伝導率測定方法 |
| EP19890300473 EP0325441B1 (en) | 1988-01-18 | 1989-01-18 | A method for measuring thermal conductivity |
| DE1989627938 DE68927938T2 (de) | 1988-01-18 | 1989-01-18 | Verfahren zur Messung der thermischen Konduktivität |
| US07/795,308 US5258929A (en) | 1988-01-18 | 1991-11-21 | Method for measuring thermal conductivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP780188A JPH0625741B2 (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 熱伝導率測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01184448A JPH01184448A (ja) | 1989-07-24 |
| JPH0625741B2 true JPH0625741B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=11675735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP780188A Expired - Lifetime JPH0625741B2 (ja) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | 熱伝導率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625741B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5827097B2 (ja) * | 2011-10-17 | 2015-12-02 | ニチアス株式会社 | 熱伝導率測定方法 |
| BR112016020874B1 (pt) | 2014-03-10 | 2023-11-21 | Progressive Sterilization, Llc | Aparelho para esterilizar e armazenar equipamentos |
-
1988
- 1988-01-18 JP JP780188A patent/JPH0625741B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01184448A (ja) | 1989-07-24 |
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